Буст без сглаживающего конденсатора + умножитель, делают ли так для высоковольтных схем Опции

[iiv]

Всем привет,

скажите, пожалуйста, делаю ли буст (или ККМ) без конечного диода и конденсатора воткнутый в многоступенчатый умножитель?

Например, хотелось бы питать этот буст 220АС, использовать 1.5кВ мосфет, так чтобы получать переменных около 1кВ, а потом длиннючим умножителем (20 ступеней) выводить все это в 20кВ обойдясь совсем без трансформатора. На какой выходной ток можно расчитывать. Управлять бустом можно очень точно, не поглумлюсь для управления поставить плиску, чтобы быть очень аккуратным.

Делают ли так, глупа ли идея, есть ли подводные камни, вдруг кто знает, посоветуйте, пожалуйста!

Спасибо

ИИВ

[stells]

у Вас умножитель не правильно сконфигурирован:

длиннючим умножителем (20 ступеней) выводить все это в 20кВ обойдясь совсем без трансформатора

из-за потерь в диодах кратность умножения не равна числу ступеней, больше 12-15 нет смысла делать

не поглумлюсь для управления поставить плиску, чтобы быть очень аккуратным.

это лишнее, задача решается и обычным ШИМ-контроллером

[demiurg_spb]

из-за потерь в диодах кратность умножения не равна числу ступеней, больше 12-15 нет смысла делать

Делали тут ИП Рентгеновской установки, ... больше 10 уже нет смысла ИМХО...

[stells]

Делали тут ИП Рентгеновской установки, ... больше 10 уже нет смысла ИМХО...

в общем да, в среднем процентов 10 теряется на каждом каскаде, вот и можно прикинуть

[iiv]

у Вас умножитель не правильно сконфигурирован:

ага, простите, пожалуйста, описался, спасибо, что заметили!

из-за потерь в диодах кратность умножения не равна числу ступеней, больше 12-15 нет смысла делать

вот когда частота входящего напряжения одна и та же, это действительно так, сам пробовал умножители до 40 ступеней, и на выходе где-то с 30 ступени напряжение более не увеличивалось и было примерно равно тому, что в идеале должно быть с 17-ой ступени.

Но у меня как раз идея в том, чтобы менять частоту - вначале давать высокую частоту, так как надо зарядидть мало емкостей, а потом понижать частоту. У меня нагрузка - ВВ конденсатор, который должен зарядиться, а потом, в некоторый момент разрядиться, и все по-новой.

В этом случае есть надежда, что зарядка всей системы будет происходить за N тактов, где N - число ступеней умножителя, а потери на диодах составят только десятки вольт.

Поправьте, меня пожалуйста, если я не прав!

[Microwatt]

вот когда частота входящего напряжения одна и та же, это действительно так, сам пробовал умножители до 40 ступеней, и на выходе где-то с 30 ступени напряжение более не увеличивалось и было примерно равно тому, что в идеале должно быть с 17-ой ступени.

Но у меня как раз идея в том, чтобы менять частоту - вначале давать высокую частоту, так как надо зарядидть мало емкостей, а потом понижать частоту. У меня нагрузка - ВВ конденсатор, который должен зарядиться, а потом, в некоторый момент разрядиться, и все по-новой.

6-8 ступеней разумно. Но не более 10. КПД никакой будет.
Ничего особо ценного Вы этим варьированием частоты не получите, кроме дополнительных проблем.
Работайте по уставу, по классике. Соберете, посмотрите, потом будет поле для экспериментов.
Однако, будьте предельно внимательны. Если нет допуска выше 1000В - стоит крепко подумать о жизни, прежде чем включать такую схему.

[gte]

Делали тут ИП Рентгеновской установки, ... больше 10 уже нет смысла ИМХО...

В общем виде это зависит от входного напряжения, тока, емкости, частоты.
Ну и от характеристик диодов и конденсаторов.
Так, что может быть и 10 и 20 и 30. Лично я больше 34 секций не использовал.

[iiv]

Чуток поэкспериментировал, смотрите картинку.

Собрал управление на МК, пока без сильных и заумных способов управления по нагрузке. Ключевые номиналы, входное питание 35В, мосфет на 1500В от СТМа, дроссель на торе TX36/23/10-3C90 c 29 витками 1мм провода (1.7мГн), умножитель из 20 ступеней на 0.12мкФ 1кВ керамике и каких-то довольно шустрых диодах (нашлись в закромах Родины) со скоростью переключения около 50нс и пиковым током 150мА. На выходе пока нагрузки не было, если не считать делитель на 2ГОма.

Что получилось:

1. можно работать в большом диапазоне частот от 1 до 1200кГц даже от МК и, при необходимости, измерять им напряжения в критических участках цепи,
2. на выходе с 20ой ступени получались напряжения от 4кВ (200-800кГц 50% ШИМ) до 10кВ (5кГц 50% ШИМ), ШИМы с меньшим или большим значениями только слегка меняли значения пикового напряжения,
3. при измерении напряжения на первой ступени и на 20ой, напряжение отличалось в 20 раз (в пределах измерения), что говорит о том, что умножитель на 20 ступеней может функционировать качественно и с минимальными потерями

Что не понятно:

без нагрузки не смог получить на выходе меньше 4кВ, при напряжении питания 35В как только не игрался с частотой и ШИМом... Это эквивалентно тому, что на первый конденсатор умножителя идет пульсирующее напряжение [0, 200]В. Если я на вход вместо 35В подам 320В, то получаемое пульсирующее непряжение в 1800В похерит все мои номиналы... Вдруг кто может что-то посоветовать, скажите, пожалуйста, в чем может быть причина таких высоких пульсаций, и как сделать так, чтобы пульсации были меньше (хочется при напряжении питания в 320В или 220VAC иметь пульсации около 900В).

PS: шим на выходе с МК осциллографом проверял - все в порядке, левых всплесков или выбросов - нет, после МК стоит мосфет-драйвер TC4421 (два последовательно, так как купил, по глупости, инвертирующий).

Спасибо всем откликавшимся, и заранее спасибо тем, кто откликнется!

С уважением

ИИВ

[dac]

в общем да, в среднем процентов 10 теряется на каждом каскаде, вот и можно прикинуть

ну не знаю, делели умножитель на 18, кпд порядка 60%, но это преобразователя в целом, 30В->45кВ 25Вт

[iiv]

на сколько я понимаю, у меня хорошо умножитель работает только из-за очень больших номиналов конденсаторов (0.12мкФ на 1кВ, это 60мДж энергии в 2220 корпусе!!!) и реально шустных диодов (50нс). Причем все компоненты получились какими-то очень бюджетными - конденсаторы по 23цента, диоды по 10центов, правда цены там + доставка и разтаможка, но все равно, одна палка умножителя в 20 евро обошлась

А вот с бустом я пока недоразобрался о чем и вопрошаю, кто знает, помогите, пожалуйста!

[stells]

без нагрузки не смог получить на выходе меньше 4кВ

подключайте нагрузку... кстати, Вы изначально ее не определили

[iiv]

подключайте нагрузку... кстати, Вы изначально ее не определили

не, с нагрузкой все становится в порядке, но мой вопрос заключается в том, что если без нагрузки у меня на первой ступени получается 200В вместо 70В, которые я максимум хотел бы там видеть, то как только я воткну эту схему в 220VAC, то на тот же мосфет и первую ступень умножителя попадет 2-3кВ, и оно все сгорит, а мне этого бы не хотелось бы. Что я здесь не понимаю, посоветуйте, пожалуйста!

[stells]

без нагрузки выброс на дросселе практически ничем не ограничивается (вернее ограничивается паразитными составляющими), поэтому она нужна, ну хоть 2-5% от номинальной

[iiv]

без нагрузки выброс на дросселе практически ничем не ограничивается (вернее ограничивается паразитными составляющими), поэтому она нужна, ну хоть 2-5% от номинальной

Спасибо, Вам stells, я предполагал такую засаду... Интересно, если у меня нет вообще нагрузки, возможно можно выбрать такую высокую частоту, что в дроссель не будет заходить достаточно энергии, чтобы по получаемый с него бесконечно большой выброс не сглаживался бы первым конденсатором умножителя? Попробовал поднять частоту до 2МГц, (дальше побоялся, мог бы до 8МГц) но ничего хорошего не получил.

Похоже мне потребуется очень быстрый АЦП, чтобы оценивать на сколько успело все зарядиться, или, при старте, включаться только когда входное напряжение после выпрямления меньше 100В, смотреть на поведение нагрузки, и, только если нагрузка потребляет хорошо, включаться дальнше на полную...

[gte]

на сколько я понимаю, у меня хорошо умножитель работает только из-за очень больших номиналов конденсаторов (0.12мкФ на 1кВ, это 60мДж энергии в 2220 корпусе!!!) и реально шустных диодов (50нс). Причем все компоненты

В любом случае,падение выходного напряжения надо смотреть по максимальной нагрузкой, т.к. оно зависит от тока нагрузки. При этом надо контролировать пульсации на конденсаторах иначе это может быть причиной отказа.

2. на выходе с 20ой ступени получались напряжения от 4кВ (200-800кГц 50% ШИМ) до 10кВ (5кГц 50% ШИМ), ШИМы с меньшим или большим значениями только слегка меняли значения пикового напряжения
---
Попробовал поднять частоту до 2МГц, (дальше побоялся, мог бы до 8МГц) но ничего хорошего не получил.

50 нс это не достаточно для в.в. столбов для работы на таких частотах. Ну и опять, смотреть надо при максимальной нагрузке.
О какой мощности идет речь?

P.S. На какое напряжение ваши 150 мА диоды?